[发明专利]阳离子交换膜用阴离子电解质组合物及包括其的阳离子交换膜

说明书

本发明涉及一种阳离子交换膜用阴离子电解质组合物及包括其的阳离子交换膜，更具体而言，涉及在可适用于海水浓缩脱盐、离子物质分离、有价资源回收等的阳离子交换膜中使用的阴离子电解质组合物，具有比现有阳离子交换膜更良好的膜电阻，具有耐久性和高温稳定性，即使长时间使用，也没有离子交换性能降低的阳离子交换膜用阴离子电解质组合物及包括其的阳离子交换膜。

技术领域

本发明涉及一种阳离子交换膜用阴离子电解质组合物及包括其的阳离子交换膜，更具体而言，涉及在可适用于海水浓缩脱盐、离子物质分离、有价资源回收等的阳离子交换膜中使用的阴离子电解质组合物，具有比现有阳离子交换膜更良好的膜电阻，具有耐久性和高温稳定性，即使长时间使用，也没有离子交换性能降低的阳离子交换膜用阴离子电解质组合物及包括其的阳离子交换膜。

背景技术

离子交换膜是作为合成功能膜最早实用化的分离膜之一，其广泛应用于海水浓缩和脱盐、有机酸提纯、有价金属回收等各种领域。与其他的膜分离法(RO、UF等)不同地，离子交换膜含有离子官能团且具有无孔的致密的交联结构，在以电为驱动力的电渗析工艺、扩散渗析工艺、电容去离子工艺等仅分离并浓缩离子(盐分)，从而可以分离水和盐分。近来，随着工业废水处理市场的持续增长及如零排放系统等的环保水处理工艺的引入，人们对离子交换膜以及使用该离子交换膜的离子分离、浓缩及回收工艺的兴趣日益增加。

在商业化的早期阶段中，离子交换膜的主要目的在于浓缩海水以制盐，因此对于离子交换膜主要要求以低膜电阻和优异的离子选择渗透性等为代表的电化学特性的高性能化。但最近，由于离子交换膜用途多样化，除了上述性能之外，还需要以高机械强度和高温稳定性等为代表的高耐久性。

常规离子交换膜通过将包括具有适合引入离子交换基团的官能团的单体、交联剂、聚合引发剂及其他添加剂作为主要成分的混合溶液或混合糊填充于多孔基材或其中浸渍多孔基材来进行交联的方法制备。例如，日本授权专利第4979825号公开了如下的离子交换膜的制备方法，即，在作为增强材料的具有穿透孔的多孔聚乙烯片材的孔隙部中填充包括具有能够进行离子交换的官能团或离子交换基团的单体、交联性单体及聚合引发剂的聚合性组合物，然后在使聚乙烯的一部分熔融的温度下，使上述离子交换膜前体中的上述聚合性组合物热聚合，以制备离子交换膜。其公开了如上所述制备的离子交换膜的浓缩特性与通过在低温下聚合而获得的离子交换膜的浓缩特性相比显着改善。作为另一个例子，日本授权专利第6058874号公开了一种离子交换膜，上述离子交换膜的特征在于，在纤维长度为8μm至30μm的长纤维无纺布片材之间包括纤维长度为5μm以下的细纤维层作为中间层，在长纤维无纺布片材的一侧面包括离子交换涂层，以具有通过纤维之间的融合形成的纤维层结构。作为再一个例子，提出了使用化学稳定性优异的聚烯烃，但由于聚烯烃本身是非极性的，因此与离子交换成分的亲和性不足，且在苛刻的条件下使用时，在离子交换部与基材之间发生剥离，导致无法使用。

如上所述，现有的离子交换膜通过包括用作增强材料的多孔材料作为基材并增强离子交换部与增强材料之间的粘附性来制备，从而具有优异的电化学性能和处理容易性。然而，通过现有方法可得到的离子交换膜具有如下的问题，即，在高温下使用时，膜电阻等大大降低，且在高浓度的酸、碱或有机溶剂等中，只能在基于依赖于多孔基材和电解质本身的物理性能的耐久性的有限条件下才能使用。

发明内容

技术问题

本发明是为了解决上述问题而提出的，本发明的目的在于提供一种阳离子交换膜用阴离子电解质组合物及包括其的阳离子交换膜，上述阳离子交换膜用阴离子电解质组合物具有优异承载力，使用具有优异承载力的阴离子电解质组合物的阳离子交换膜使多孔基材和阳离子交换层之间的紧贴性得到加强，与现有的阳离子交换膜相比，具有良好的膜性能和优异的高温耐久性。

解决问题的方案

为了解决上述问题，本发明的阳离子交换膜用阴离子电解质组合物可以在多孔基材的表面固化，以形成阳离子交换层。